用于降低反激式DC-DC转换器中漏感的影响的系统和方法技术方案

本申请涉及用于降低反激式DC

【技术实现步骤摘要】
用于降低反激式DC
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DC转换器中漏感的影响的系统和方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2021年9月23日提交的题为“一种用于吸收反激式DC
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DC转换器的漏感能量的方法(A METHOD FOR ABSORBING LEAKAGE INDUCTANCE ENERGY OF FLYBACK DC
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DC CONVERTERS)”的中国专利申请第202111116824.1号(代理人案号096868
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1269320
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006600CNP)和2021年11月16日提交的题为“用于降低反激式DC
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DC转换器中漏感的影响的系统和方法(SYSTEMS AND METHODS FOR REDUCING EFFECTS OF LEAKAGE INDUCTANCE IN FLYBACK DC
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DC CONVERTERS)”的美国临时专利申请第63/264,143号(代理人案号096868
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1269314
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006600USP)的优先权，出于所有目的，所有专利申请的内容以全文引用的方式并入本文中。


[0003]所描述的实施例总体上涉及在转换器中使用的变压器，并且更具体地，本实施例涉及用于降低反激式DC
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DC转换器中漏感的影响的系统和方法。

技术介绍

[0004]如计算机、服务器和电视机等的电子装置使用一个或多个电功率转换电路将一种形式的电能转换成另一种形式的电能。一些电功率转换电路使用被称为半桥转换器的电路拓扑将高DC电压转换成较低DC电压。由于许多电子装置对功率转换电路的大小和效率较敏感，因而新型功率转换器可以为新型电子装置提供相对更高的效率和更小的大小。

技术实现思路

[0005]在一些实施例中，公开了一种电路。所述电路包括反激式DC
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DC转换器，所述反激式DC
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DC转换器包括：变压器，其具有初级绕组和次级绕组，初级绕组从第一端子延伸到第二端子；第一开关，其具有第一栅极端子、第一源极端子和第一漏极端子，第一漏极端子耦合到初级绕组的第一端子；第二开关，其具有第二栅极端子、第二源极端子和第二漏极端子，第二源极端子耦合到初级绕组的第一端子；和电容器，其耦合在第二漏极端子和初级绕组的第二端子之间，其中第二开关被布置为在接通状态和断开止状态之间转变，使得第一时间段和第二时间段的总和等于第三时间段和第四时间段的总和，其中：第一时间段是从第一开关断开的时间到第二开关接通的时间的延迟时间段；第二时间段是第二开关处于接通的时间段；第三时间段是谐振器的谐振时间段，谐振器由变压器的漏感和电容器的电容形成；并且第四时间段是将变压器的漏感排放到电容器中的时间段。
[0006]在一些实施例中，电路进一步包括耦合在电容器和第二漏极端子之间的电阻器。
[0007]在一些实施例中，电阻器的电阻等于或大于漏感与电容器的电容的比率的平方根的两倍。
[0008]在一些实施例中，电路进一步包括具有阳极和阴极的二极管，阳极耦合到第二源极端子并且阴极耦合到第二漏极端子。
[0009]在一些实施例中，第一开关是金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。
[0010]在一些实施例中，第一开关是基于氮化镓(GaN)的晶体管。
[0011]在一些实施例中，第二开关是基于GaN的晶体管，并且其中第一开关和第二开关集成在单个基于GaN的管芯上。
[0012]在一些实施例中，公开一种控制电路的方法。所述方法包括提供反激式DC
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DC转换器，所述反激式DC
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DC转换器具有：变压器，其具有初级绕组和次级绕组，初级绕组从第一端子延伸到第二端子；第一开关，其具有第一栅极端子、第一源极端子和第一漏极端子，第一漏极端子耦合到初级绕组的第一端子；第二开关，其具有第二栅极端子、第二源极端子和第二漏极端子，第二源极端子耦合到初级绕组的第一端子；和电容器，其耦合在第二漏极端子和初级绕组的第二端子之间，以及控制第二开关的操作，使得第一时间段和第二时间段的总和等于大于第三时间段和第四时间段的总和，其中：第一时间段是从第一开关断开的时间到第二开关接通的时间的延迟时间段；第二时间段是第二开关处于接通的时间段；第三时间段是谐振器的谐振时间段，谐振器由变压器的漏感和电容器的电容形成；并且第四时间段是将变压器的漏感排放到电容器中的时间段。
[0013]在一些实施例中，所述方法进一步包括提供耦合在电容器和第二漏极端子之间的电阻器。
[0014]在一些实施例中，在所述方法中，电阻器的电阻等于或大于漏感与电容器的电容的比率的平方根的两倍。
[0015]在一些实施例中，所述方法进一步包括提供具有阳极和阴极的二极管，阳极耦合到第二源极端子并且阴极耦合到第二漏极端子。
[0016]在一些实施例中，在所述方法中，第一开关是金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。
[0017]在一些实施例中，在所述方法中，第一开关是基于氮化镓(GaN)的晶体管。
[0018]在一些实施例中，在所述方法中，第二开关是基于GaN的晶体管，并且其中第一开关和第二开关集成在单个基于GaN的管芯上。
附图说明
[0019]图1示出了根据本公开的实施例的具有钳位开关和阻尼电阻器的反激式DC
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DC转换器电路。
[0020]图2A
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2F示出了图1的反激式DC
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DC转换器电路的操作的各种时序图；
[0021]图3示出了根据本公开的实施例的反激式DC
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DC转换器电路，其类似于图1的电路，且添加了二极管；
[0022]图4示出了根据本公开的实施例的反激式DC
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DC转换器电路，其类似于图1的电路，其中阻尼电阻器已放置在不同的布置中；
[0023]图5示出了根据本公开的实施例的反激式DC
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DC转换器电路，其类似于图3的电路，其中添加了阻塞二极管；和
[0024]图6示出了根据本公开的实施例的反激式DC
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DC转换器电路600，其类似于图5的电路，其中阻尼电阻器已放置在不同的布置中。
具体实施方式
[0025]本文所公开的电路、装置和相关技术总体上涉及转换器。更具体地说，本文所公开的电路、装置和相关技术涉及用于降低反激式DC
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DC转换器中漏感能量的影响的系统和方法。在一些实施例中，反激式DC
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DC转换器可以包括钳位开关和阻尼电阻器，它们被布置成降低漏感能量的影响。通过降低漏感能量的影响，可以降低反激式DC
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DC转换器中的功率损耗，从而整体改进转换器的效率。此外，降低转换器中漏感能量的影响可以显著降低内部节点上的电压尖本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电路，其包含：反激式DC
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DC转换器，其包含：变压器，其具有初级绕组和次级绕组，所述初级绕组从第一端子延伸到第二端子；第一开关，其具有第一栅极端子、第一源极端子和第一漏极端子，所述第一漏极端子耦合到所述初级绕组的所述第一端子；第二开关，其具有第二栅极端子、第二源极端子和第二漏极端子，所述第二源极端子耦合到所述初级绕组的所述第一端子；和电容器，其耦合在所述第二漏极端子和所述初级绕组的所述第二端子之间；其中所述第二开关被布置成在接通状态和断开状态之间转变，使得第一时间段和第二时间段的总和等于第三时间段和第四时间段的总和，其中：所述第一时间段是从所述第一开关断开的时间到所述第二开关接通的时间的延迟时间段；所述第二时间段是所述第二开关处于接通的时间段；所述第三时间段是谐振器的谐振时间段，所述谐振器由所述变压器的漏感和所述电容器的电容形成；并且所述第四时间段是将所述变压器的所述漏感排放到所述电容器中的时间段。2.根据权利要求1所述的电路，其进一步包含耦合在所述电容器和所述第二漏极端子之间的电阻器。3.根据权利要求2所述的电路，其中所述电阻器的电阻等于或大于所述漏感与所述电容器的电容的比率的平方根的两倍。4.根据权利要求1所述的电路，其进一步包含具有阳极和阴极的二极管，所述阳极耦合到所述第二源极端子并且所述阴极耦合到所述第二漏极端子。5.根据权利要求1所述的电路，其中所述第一开关是金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。6.根据权利要求1所述的电路，其中所述第一开关是基于氮化镓(GaN)的晶体管。7.根据权利要求6所述的电路，其中所述第二开关是基于GaN的晶体管，并且其中所述第一开关和所述第二开关集成在单个基于GaN的管芯上。8.一种控制电路的方法，所述方法包含：提供反激式DC
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DC转换器，所述反激式DC
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DC转换器包含：变压器，其具有初级绕组和次级绕组，所述初级绕组从第一端子延伸到第二端子；第一开关，其具有第一栅极端子、第一源极端子和第一漏极端子，所述第一漏极端子耦合到所述初级绕组的所述第一端子；第二开关，其具有第二栅极端子、第二源极端子和第二漏极端子，所述第二源极端子耦合到所述初级绕组的所述第一端子；和电容器，其耦合在所述第二漏极端子和所述初级绕组的所述第二端子之间；以及控制所述第二开关的操作，使得第一时间段和第二时间段的总和等于第三时间段和第四时间段的总和，其中：
所述第一时间段是从所述第一开关断开的时间到所述第二开关接通的时间的延迟时间段；所述第二时间段是所述第二开关处于接通的时间段；所述第三时间段是谐振器的谐振时间段，所述谐振器...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄秀成，李宾，杜韦静，周云，
申请(专利权)人：纳维达斯半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：